Evaluation des termes temporels permettant de décrire les transitoires rapides d’un turbocompresseur de suralimentation automobile

par Nicolas Cappelaere

Thèse de doctorat en Mécanique-matériaux

Sous la direction de Gérard Bois.

Soutenue le 14-12-2016

à Paris, ENSAM , dans le cadre de École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec Laboratoire de mécanique de Lille (LML) (laboratoire) et de Laboratoire de Mécanique de Lille - FRE 3723 / LML (laboratoire) .

Le président du jury était Georges Descombes.

Le jury était composé de Gérard Bois, Stéphane Guilain, Patrick Dupont, Silvia Marelli, Antoine Dazin.

Les rapporteurs étaient Pascal Chesse, Xavier Carbonneau.


  • Résumé

    Ce document propose une démarche expérimentale permettant de reproduire les écoulements pulsés, que l’on retrouve dans le collecteur d’échappement d’un moteur, sur les caractéristiques des performances d’un turbocompresseur de suralimentation. Une étude comparative des différents moyens d’essais existants, permettant de reproduire les effets pulsés en entrée de la turbine d’un turbocompresseur, est présentée. Elle permet d’évaluer les avantages et les inconvénients de chacun pour définir un cahier des charges de fonctionnalité d’un nouveau banc d’essai Les travaux permettant la mise en oeuvre de l’instrumentation spécifique propre à répondre aux besoins de développement de ce moyen d’essai sont exposés. Le principal objectif est pouvoir obtenir une mesure du débit instantané ainsi que celle de la température instantanée. Les premiers résultats obtenus avec les conditions d’essais utilisant le système mis en place pour simuler le régime pulsé, complétés par une analyse des différentes procédures d’exploitation, montrent qu’il est possible de restituer des essais cohérents en régime d’écoulement stationnaire et pulsé afin de les comparer. Les possibilités d’exploiter d’autres résultats sont évoquées, compte tenu de la flexibilité du banc ; il est en effet possible faire varier de façon indépendantes plusieurs types de conditions d’écoulements pulsés pour simuler, par exemple, différents points de charge d’un moteur donné ou de simuler différentes valeurs du nombre de cylindres.

  • Titre traduit

    Description and evaluation of fast transient effects in turbochargers for automobile application.


  • Résumé

    The document presents the results of an experimental work devoted to create pulse flows, independently from a real car engine, equivalent to the exhaust pipe engine flow characteristics, on the overall performances of a turbocharger. A comparative analysis on existing test stands that are able to perform such flow conditions is presented. This allows defining a new test stand which specific conditions that are not already covered by previous test stands. All steps concerning the ability to set up of the new test stand and more specifically instrumentation development and acquisition systems are detailed. First set of results obtained with the test stand, in pulse conditions, are presented with some analysis on performance comparisons between steady and pulse inlet conditions at the turbocharger inlet section. The new pulse test stand allows performing more flexible variations of inlet flow unsteady conditions, different thrust load values and number of motor cylinders as well


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